第3章 管理信息系统的技术基础.ppt

,第三章管理信息系统的技术基础,第一节数据处理第二节数据库技术第三节计算机网络,第一节数据处理,本节内容：一、数据处理的概念和发展阶段二、数据组织,一、数据处理的概念,数据处理指对各种数据进行收集、存储、加工和传播的一系列活动的总和1,1萨师煊主编，数据库系统概论,数据处理的基本内容1.数据收集2.数据转换3.数据的筛选、分组和排序4.数据的组织5.数据的运算:指算术运算和逻辑运算6.数据存储7.数据检索8.数据输出,1、数据结构（DataStructure）,数据结构是指数据以及相互之间的联系。数据结构分为数据的逻辑结构和物理结构。,数据的物理结构又称存储结构，指数据在计算机存储器中的存放方式。信息的物理组织是面向机器、存储设备的，对用户不必了解信息是如何以0、1代码的方式存储在各类存储器上。,二、数据组织,数据的逻辑结构是指数据间的逻辑关系。在信息系统中，数据的逻辑结构由数据项、记录、文件和数据库组成。,数据库,文件1,文件2,文件n,记录1,记录2,数据项1,数据项n,记录n,数据项2,数据的逻辑结构,（1）数据项（DataItem）,数据项是组成数据系统的有意义的最小单位。如实体为学生，描述学生的属性即数据项包括姓名、学号、出生日期、民族、各科成绩等。,基本术语,1、实体。客观存在，并且可以互相区别的事物。它可以是具体的物件，如张三、宁波工程学院、IBM电脑；也可以是抽象的概念，如我国的交通法规；还可以是某种联系，如学生的选课、顾客的购物。,2、属性。实体具有的每一个特性都称为一个属性。如一个计算机实体可以由编号、品名、规格型号、单价、出厂日期等。,3、码。在众多属性中能够惟一标识实体的属性或属性组的称为实体的码。比如学生的“学号”。,4、域。属性的取值范围。比如学生年龄的域可以是1830。,5、联系。一是实体内部的联系，如组成实体的各属性之间的关系；二是实体之间的联系，这里我们主要讨论实体之间的联系。如，教师与学生是讲课的关系，学生与课程是选课的关系。,（2）记录（Record）,记录是描述与某个实体相关的一切数据项的集合，它表现为若干个数据项的值排列。例如，（李静，女，22，职员，本科，未婚）。把惟一地标识一条记录的关键字称为主关键字。,（3）文件（File）,记录的集合构成文件。,（4）数据库（Database）,有结构的逻辑相关文件的集合。,2、数据文件的组织方式,文件组织主要是指数据记录以某种数据结构方式存放在外存设备上。当用户使用文件中的数据时，文件内部记录排列有一定的逻辑顺序，文件的数据记录又按一定的物理顺序存储在外存设备中。,数据文件的组织方式是指文件内部构造数据的方式，即逻辑组织方式，主要有：顺序文件、直接存取文件、索引文件。,（1）顺序文件,顺序文件是指文件中的记录是按照某关键字排序的文件，其记录的物理顺序与逻辑顺序相一致，即文件的记录按关键字值的递增（或递减）次序排序，形成记录的逻辑顺序。,（2）索引文件,索引文件是指具有索引表的文件，它由索引表和文件数据两部分组成。索引表的索引项应当按顺序排列，而数据文件本身可以按顺序排列（索引顺序文件），也可以不按顺序排列（索引非顺序文件）。,索引非顺序文件,索引非顺序文件,索引顺序文件,（3）直接存取文件,直接存取文件着重考虑用指针建立对应的逻辑关系。,本节内容：一、数据库系统的产生和构成二、数据库设计的主要内容三、实体联系模型四、数据模型五、关系的规范化六、数据库操作七、数据库保护,第二节数据库技术,1、数据库系统（DataBaseSystem,DBS）,数据库是指按一定的结构形成存储在计算机存储器上的一系列相关数据的集合。,特点：数据结构化，数据的共享性高，冗余度低，数据独立性高。传统文件的最简单形式是等长同格式的记录集合。学生人事记录,第二节数据库技术,学生人事记录,学生学籍记录,学生选课记录,课程记录,奖惩情况记录,家庭成员记录,人事管理、学籍管理、选课管理的学生数据组织：,学生基本记录,数据库系统是由计算机系统、数据库、数据库管理系统和有关人员组成的具有高度组织的总体。,（1）计算机系统,硬件系统,主机,外部设备,中央处理器（CPU）,运算器,控制器,内存储器：ROM（readonlymemory)，RAM(randomaccessmemory),外存储器,输入设备,输出设备,软件系统,系统软件,应用软件,操作系统,数据库管理系统,程序设计语言,文字处理,电子表格,专业应用程序（会计、市场、制造、财务等）,（2）数据库（DataBase,DB),以一定的方式将相关数据组织在一起并存储在外存器上所形成的、能为多个用户共享的、与应用程序彼此独立的一组相互关联的数据集合。,（3）数据库管理系统（DataBaseManagementSystem)简称DBMS,DBMS是指帮助用户建立、使用和管理数据库的软件系统。,Foxpro,SQLserver,Oracle,（4）人员,1、数据库管理员。为了保证数据库的完整性、明确性和安全性，必须有人来对数据库进行有效的控制。2、系统程序员。指设计数据库管理系统的人员。3、用户。,2、数据库设计,（1）数据库设计的流程,具体事物,抽象,概念模型,转换,现实世界,不依赖于具体的计算机系统，不是某一个DBMS支持的数据模型,机器世界,计算机上某一个DBMS支持的数据模型,按用户的观点对数据和信息建模。常常首先将现实世界的客观对象抽象为某一种不依赖于计算机系统和某一个DBMS的信息结构即概念模型，然后再把概念模型转换为计算机上某一DBMS支持的数据模型。,（2）数据库设计的主要内容,（3）数据库设计的步骤,（1）对现实世界进行需求分析。对现实世界要处理的对象（组织、部门企业等）进行详细调查。（2）建立信息世界中概念模型（ER）。（3）从ER图导出计算机世界的关系数据模型。就是将概念模型转换为某种数据库管理系统支持的数据模型。（4）物理结构设计。,3、ER模型的设计,实体：用矩形表示，矩形框内写明实体名。属性：用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接进来。,学生,联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接进来，同时在无向边旁标上联系的类型。,学号,姓名,性别,出生日期,入学时间,联系的类型：,（1）一对一联系（1：1）。如果对于A中的一个实体，B中至多有一个实体与其发生联系，反之，B中的每一实体至多对应A中一个实体，则A与B是一对一联系。例：学校里面，一个班级只有一个正班长，而一个班长只在一个班中任职，则班级与班长之间具有一对一联系。,（2）一对多联系（1：n）。如果对于A中的一个实体，B中有一个以上实体与之发生联系，反之，B中的每一实体至多只能对应A中一个实体，则A与B是一对多联系。例：一个班级中有若干名学生，而每个学生只在一个班级中学习，则班级与学生之间具有一对多联系。,（3）多对多联系（m：n）。如果A中至少有一个实体对应于B中有一个以上实体，反之，B中也至少有一实体对应于A中一个以上实体，则A与B是多对多联系。例：一门课程同时有若干个学生选课，而一个学生可以同时选修多门课程，则课程与学生之间具有多对多联系。,某个工厂物资管理所涉及的实体与联系：（1）一个仓库可以存放多种零件，一种零件可以存放在多个仓库中；（2）一个仓库有多个职工当仓库保管员，一个职工只能在一个仓库工作；（3）一个供应商可以供给多种零件，每种零件可由不同供应商供给。仓库：仓库号、面积、电话号码；零件：零件号、名称、规格、单价、描述；供应商：供应商号、姓名、地址、电话号码、账号；职工：职工号、姓名、年龄、职称。,仓库,零件,职工,任职,招收,零件号,名称,职称,规格,仓库号,供应商号,描述,职工号,姓名,年龄,单价,电话号码,面积,n,1,m,p,供应商,供应,n,m,姓名,地址,电话号码,账号,4、数据模型是对客观事物及其联系的数据化描述。在数据库系统中,对现实世界中数据的抽象、描述以及处理等都是通过数据模型来实现的。数据模型在数据库系统设计中是用来提供信息表示和操作手段的形式构架,是数据库系统实现的基础。目前，主要的数据模型是关系模型（RelationalModel）。1970年，美国IBM公司的研究员E.F.Codd首次提出的理论。,关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。学生登记表,关系：一张二维表对就一个关系。属性：表中每一列叫做一个属性。候选码：可以惟一确定的一个无组的属性或属性组。,主码：一个关系往往会有多个候选码，可以指定一个为主码。关系模式：对关系的描述，一般表示为：关系名（属性1，属性2，,属性n)学生登记表,学生（系别，）,某单位召开运动会，该单位有多个部门，每个部门有多名运动员，每名运动员可以参加多项比赛，每个项目有多人参加。为了输出如下成绩报告单，请写出满足条件的数据库关系模型。成绩报告单,关系必须是规范化的关系，满足一定的约束条件。称为范式（NormalForm）第一范式(1NF)元组中的每一个分量都必须是不可分割的数据项。第二范式(2NF)关系不仅满足第一范式，而且所有非主属性完全依赖于其主码第三范式不仅满足第二范式，而且它的任何一个非主属性都不传递依赖于任何主关键字。,关系的规范化,5、从ER图导出计算机世界的关系数据模型,一个实体转换为一个关系，实体的属性就是关系的属性，实体的码就是关系的码。一个联系也转换为一个关系，联系的属性及联系所连接的实体的码都转换为关系的属性，但是关系的码会根据联系的类型变化，如果是：1：1联系，两端实体的码都成为关系的候选码。1：n联系，n端实体的码成为关系的码。m:n联系，两端实体码的组合成为关系的码。具有相同码的关系可以合并。,数据库操作主要有基本表的建立与删除、数据查询及更改等。一般使用关系数据库标准语言结构化查询语言SQL(StructuredQueryLanguage)来完成上述操作。,六、数据库操作,SQL概述SQL（structuredquerylanguage)是一个能用的、功能极强的关系数据库语言。目前市场流行的各种关系数据库系统基本都与SQL标准一致或兼容。SQL包括：查询、操纵、定义和控制四个方面，是一个综合的、通用的、功能强大的关系数据库语言。,（一）基本表的建立与删除1、建立。CREATETABLE表名（列名1类型，列名2类型.)例：createtablestudent(学号c(8),姓名c(8),出生日期d,总学分n(6,2),2、修改。ALTERTABLE表名ADD/drop列名类型例：altertablestudentadd籍贯c(6),3、删除。DROPTABLE表名例：droptablestudent,(1)字符型(Character)：由字母(汉字)、数字、空格等任意ASCII码字符组成。字符数据的长度为0254，每个字符占1个字节。(2)货币型(Currency)：在使用货币值时，可以使用货币型来代替数值型。货币型数据取值的范围是:-922337203685477.5807922337203685477.5807小数位数超过4位时，系统将进行四舍五入的处理。每个货币型数据占8个字节。(3)日期型(Date)：用以保存不带时间的日期值。日期型数据的存储格式为“yyyymmdd”其中yyyy为年，占4位，mm为月，占2位，dd为日，占2位。日期型数据的表示有多种格式，最常用的格式为mm/ddyyyy。日期型数据取值的范围是：公元0001年1月1日一公元9999年12月31日。,(4)日期时间型(DateTime)：用以保存日期和时间值。日期时间型数据的存储格式为“yyyymmddhhmmss”其中yyyy为年，占4位，mm为月，占2位，dd为日，占2位，hh为时间中的小时，占2位，mm为时间中的分钟，占2位，ss为时间中的秒，占2位。日期时间型数据中可以只包含一个日期或者只包含一个时间值，缺省日期值时，系统自动加上1999年12月31日，省略时间值时，则自动加上午夜零点。(5)逻辑型(Logical)：用于存储只有两个值的数据。存入的值只有真(.T.)和假(.F.)两种状态，占1个字节。(6)数值型(Numeric)：用来表示数量，它由数字09、一个符号(或)和一个小数点(.)组成。数值型数据的长度为120，每个数据占8个字节。数值型数据取值的范围是：-0.9999999999E+190.9999999999E+20以下数据类型只能被用于数据表中的字段：(7)双精度型(Double)：用于取代数值型，以便能提供更高的数值精度。双精度型只能用于数据表中字段的定义，它采用固定存储长度的浮点数形式。与数值型不同，双精度型数据的小数点的位置是由输入的数据值来决定的。每个双精度型数据占8个字节。,(8)浮点型(Float)：只能用于数据表中字段的定义，包含此类型是为了提供兼容性，浮点型在功能上与数值型等价。(9)通用型(General)：用于存储OLE对象，只能用于数据表中字段的定义。该字段包含了对OLE对象的引用，而OLE对象的具体内容可以是一个电子表格、一个字处理器的文本、图片等，是由其他应用软件建立的。(10)整型(Integer)：用于存储无小数部分的数值，只能用于数据表中字段的定义。在数据表中，整型字段占用4个字节，取值范围是：-21474836472147483647整型以二进制形式存储，不像数值型那样需要转换成ASCII字符存储。(11)备注型(Memo)；备注型用于字符型数据块的存储，只能用于数据表中字段的定义。在数据表中，备注型字段占用10个字节，并用这10个字节来引用备注的实际内容。实际备注内容的多少只受内存可用空间的限制。备注型字段的实际内容变化很大，不能直接将备注内容存在数据表(.DBF)文件中。系统将备注内容存放在一个相对独立的文件中，该文件的扩展名为DBT。,（二）数据查询SELECT目标列名，目标列名.FROM表名WHERE条件表达式,select学号,姓名from学生select*from学生查询学生年龄等于22的学生查询学生年龄大于等于22的学生查询交通系的学生姓名、系别查询总学分等于40分的学生姓名、总学分查询总学分在4042分的学生姓名、总学分查询人文系、机械系、电子系学生的姓名和系别(IN)查询既不是人文系、机械系、也不是电子系学生的姓名和系别(IN)查询学号为01050101的学生查询交通系总学分在40分以上的学生姓名、系别、总学分(AND)SELECT姓名,系别from学生where系别in(“交通”)orderby姓名desc(descend)/asc（ascend）,（三）数据更新1、数据修改（UPDATE）UpdateSET列名1=表达式1，列名2=表达式2.WHERE条件表达式例：update学生set总学分=42where学号=“01050101”将所有学生的总学分增加1分将所有学生的总学分增加10%将交通系学生的总学分增加10%,2、数据删除（DELETE）DELETEFROM表名WHERE条件表达式例：删除学号为01050101的学生记录deletefrom学生where学号=01050101“删除交通系所有学生的记录删除交通系所有女生的记录,3、数据插入（INSERT）INSERTINTO表名（列名1，列名2.VALUES（常量1，常量2.,为了保证数据的安全可靠和正确有效，DBMS必须提供统一的数据保护功能，主要包括数据的安全性、完整性、并发控制和数据库恢复等内容。,七、数据库保护,第三节计算机网络,知识点：1、计算机网络的概念与分类2、InternetIntranet与Extranet,1、计算机网络的概念与分类,（一）基本概念计算机网络用通信介质把分布在不同地理位置的计算机和其他网络设备连接起来，实现信息互通和资源共享的系统。,（二）计算机网络的分类（按照网络的覆盖面划分）局域网(LAN)就是在局部地区范围内的网络，它所覆盖的地区范围较小。它适用于公司、机关、校园、工厂等。,广域网(WAN)相距较远的局域网经由公共电信网络互连而成，数据传输速率一般在1.2kbps1.554Mbps，传输距离可遍及全球。,Internet（因特网）是国际最大的互连网。Internet已形成覆盖全球的网络，成为远程网的代名词。我国的CHINANET、CERNET等都是该网的一部分。,2、InternetIntranet与Extranet,Internet/Intranet/ExtranetInternet（因特网）在TCP/IP协议下实现的全球性的互连网络，称为“Internet网际”，我国称之为“因特网”。Intranet(企业内部网)把Internet技术应用到企业内部建立的基于开放技术的新型网络体系结构。Extranet即扩展的Intranet(ExtendedIntranet)通过Internet网络把分散在不同地理位置的Intranet联系起来，采用通道技术提高通信两端的安全性级别。,1、VPN（VirtualPrivateNetworks,简称虚拟专用网)：VPN属于远程访问技术，简单地说就是利用公网链路架设私有网络。例如公司员工出差到外地，他想访问企业内网的服务器资源，这种访问就属于远程访问。怎么才能让外地员工访问到内网资源呢？VPN的解决方法是在内网中架设一台VPN服务器，VPN服务器有两块网卡，一块连接内网，一块连接公网。外地员工在当地连上互联网后，通过互联网找到VPN服务器，然后利用VPN服务器作为跳板进入企业内网。为了保证数据安全，VPN服务器和客户机之间的通讯数据都进行了加密处理。有了数据加密，就可以认为数据是在一条专用的数据链路上进行安全传输，就如同专门架设了一个专用网络一样。但实际上VPN使用的是互联网上的公用链路，因此只能称为虚拟专用网。,Extranet网络的构建：,2、专门建立主干网方式：一般使用路由器和访问服务器进行互联。,Extranet网络的构建：,第三章管理信息系统的技术基础小结,数据处理,数据结构,数据库系统,计算机网络,信息系统技术基础,把来自科学研究、生产实践和社会经济活动等领域中的原始数据,用一定的设备和手段,按一定的使用要求,加工成另一种形式的数据。,是数据的组织方式，包括数据的逻辑结构和物理结构。数据文件是信息系统中常用的数据组织，一般采用顺序组织。为了提高查找效率，也可采用索引文件。,企业、组织或部门涉及的全局数据及其管理系统的综合。关系模型是一种最重要的数据模型。关系模式中，关系必须是规范化的。,企业内部一般组建局域网，局域网之间通过TCP/IP协议实现互连。采用Internet技术的局域网结构也称为Intranet。企业的Intranet之间通过VPN技术连接起来，就构成Extranet。,作业,已知一个辅导班可以招收多个学生进行辅导，一个学生可同时在多个辅导班报名学习，辅导班的任课教师有多位，一位教师又可任多个辅导班的辅导调和，班级招收学生数为SYSL，每